DE2857678C2 - Schmiervorrichtung für die Lager von Getrieben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für die Lager von Getrieben mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, für die Schmierung von verdeckt liegenden Lagern Einrichtungen vor­ zusehen, die bei Rotation eine Förderwirkung erzielen, durch die das Schmieröl der Zentrifugalkraft entgegen zwangsweise in das verdeckt liegende Lager gefördert wird. So zeigt die DE-OS 16 25 032 ein Ölschmiersystem für Getriebe mit einem Öl­ fördergewinde, welches Öl durch einen in Längsrichtung und nach innen geneigten Kanal einer Welle zum Lager fördert. Bei einem anderen Getriebe ist im dichten Abstand von einer gehäusefesten Stirnfläche ein rotierender Flansch ange­ ordnet, der in seiner der Gehäusefläche zugewandten Fläche einen oder mehrere Öl­ förderkanäle aufweist, die das Öl aus einem Sammelraum der Zentrifugalkraft ent­ gegen radial nach innen zu einer Bohrung in der Welle fördern, wobei die Bohrung das Öl zu dem verdeckt eingebauten Lager führt (vgl. US-PS 32 23 196).

Es ist auch schon bekannt, Wellenlager selbst so auszuwählen, daß sie eine Pump­ wirkung für das Schmieröl entfalten, wie sich aus der zuvor schon erwähnten DE-OS 16 25 032 ergibt. Man hat auch schon das verdeckt liegende Lager selbst als Kegel­ rollenlager so ausgebildet, daß dieses eine ausreichende Saugwirkung entfaltet, durch die das Schmieröl über eine Längsbohrung der Welle oder eines damit drehfest ver­ bundenen Zahnrades angesaugt wird. An dem von dem verdeckt liegenden Lager abgewandten Ende der Wellenbohrung ist eine in axialer Richtung nach außen offene, jedoch in radialer Richtung abgedeckte Ringkammer vorgesehen, in der sich Schmieröl sammeln kann und aus der das Schmieröl unter Saugwirkung des verdeckt liegenden Lagers zur Schmierung dieses Lagers abgefördert wird. In diese Sammelkammer wird das Schmieröl durch eine auf einer Nebenwelle ange­ ordnete Schleuderscheibe geleitet, die das Schmieröl durch eine Getriebewand schleudert, von der das Öl durch Abprallen in die Ringkammer gelangt. Statt dessen kann das Öl auch über eine Schmiermittel führende Leitung an den Wellenumfang dicht vor dem Eintritt in die Schmiersammelkammer geleitet werden, wobei durch die kegelstumpfförmige Ausbildung der Sammelkammer und des zugehörigen Abschnittes der Welle das Öl unter Zentrifugalwirkung in die Schmiermittelsammelkammer gefördert wird (vgl. DE-OS 25 43 481).

Gegenüber diesem zuletzt genannten bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schmiervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß auf besonders einfache Weise die Schmierung eines verdeckt eingebauten Lagers unabhängig von dem Vor­ handensein oder Fehlen einer Pump- oder Förderwirkung gewährleistet ist und die Schmierwirkung mit zunehmender Drehgeschwindigkeit trotz der dabei auf­ tretenden erhöhten Zentrifugalkräfte noch gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Aufgrund dieser Ausbildung und Anordnung wird gewährleistet, daß das sich in der Ringkammer sammelnde Schmieröl beim Überlaufen der Ringkammer auto­ matisch und zwangsläufig auch nach Seiten des verdeckt liegenden Lagers über­ läuft und damit dieses zuverlässig schmieren kann. Irgendeine Saugwirkung seitens des verdeckt liegenden Lagers ist nicht erforderlich, ebensowenig wie andere förderwirksame Einrichtungen für den Transport des Schmieröls zu dem verdeckt liegenden Lager erforderlich sind. Dadurch wird der Aufbau des Getriebes einfacher und seine Raumbeanspruchung verringert. Außerdem braucht bei der Auswahl und Gestaltung des verdeckt liegenden Lagers auf irgendwelche Anforderungen an eine Förderwirkung keine Rücksicht genommen zu werden. Hinzu kommt, daß bei Zunahme der Drehzahl auch mehr Öl in die Ringkammer gelangt und daher auch größere Anteile zu dem verdeckt liegenden Lager hin aus der Ringkammer überfließen. Bei ausreichend hohen Drehzahlen ist die Wir­ kung auch unabhängig von der Lage der Achse der Welle im Raum.

Als besonders einfach hat sich eine Ausbildung gemäß der Lehre des Anspruchs 2 erwiesen, da bei dieser durch einen einfachen Zusatzteil und ohne Veränderung der Welle oder der zugehörigen Teile die erfindungsgemäßen Wirkungen erzielt werden und die dem verdeckt liegenden Lager anteilsmäßig zufließende Ölmenge genau eingestellt werden kann.

Die Ansprüche 3 und 4 zeigen eine besonders einfache Möglichkeit auf, der Ringkammer das Schmieröl unter Schwerkraftwirkung von einem radial weiter außen liegenden Spritzölsammelraum zuführen zu können.

Die Lehre nach Anspruch 5 zeigt eine Weiterbildung für den Fall auf, daß zwsischen der Längsbohrung und dem verdeckt liegenden Lager eine radial nach außen führende Ausweichmöglichkeit für das Schmieröl vorhanden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an zwei Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt eines Getriebes mit einer Schmiervorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 ein abgewandeltes Getriebe, das ebenfalls mit einer Schmiervorrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Getriebe für Fahrzeuge für hohe Geschwindig­ keiten und Belastungen. Das Getriebe 10 umfaßt ein Gehäuse, in dem mittels Lager 16 eine Eingangswelle 14 drehbar gelagert ist. An ihrem inneren Ende weist die Eingangswelle eine Nabe 20 mit einer inneren Ausnehmung auf, in der ein Lager 18 verdeckt eingebaut ist. In diesem Lager ist das Ende einer ver­ zahnten Welle 22 gelagert, die koaxial zur Eingangswelle ausgerichtet ist.

Zwei Schmiermittelkanäle oder -bohrungen 24 für das verdeckt eingebaute Lager erstrecken sich durch das Lagernabenende 20 der Eingangswelle 14. Die Kanäle 24 sind um die Nabe im Abstand von 180° angeordnet und weisen Eintrittsmündungen 26 nahe dem Stützlager 16 und Austrittsmündungen 28 nahe dem verdeckt eingebauten Lager 18 auf, wie dies gezeigt ist.

Ein stationäres Ölablenkelement 30, welches eine sich axial erstreckende Lippe 32 umfaßt, ist gegen das Stützlager 16 angeordnet. Das Ablenkelement 30 lenkt Spritz- und Sprühöl um das Lager 16 zu einem Sammelbereich 34, der entlang der Welle und innerhalb des Lagers 16 angeordnet ist. Der Sammel­ bereich 34 ist als ein sich entlang der Welle 14 erstrecken­ der Bereich bestimmt, der durch das äußerste Ende 33 der Lippe 32 und den Kanaleingang 26 begrenzt ist. Das Ablenk­ element ist zwischen dem Lager 16 und einer Lagerkappe 36 montiert, wobei das Ablenkelement und Lagerkappe einen Durchgang 35 für Schmieröl bilden, das in den Sammelbereich 34 fließt. Eine Spritz- und Sprühwanne 37 wirkt als Vorrat für das Sam­ meln von Spritz- und Sprühöl, das von den Getrieberädern ab­ gespritzt wird und als Leitung für dieses Öl in den Durch­ gang 35 dient. Ein ringförmiges Abstandselement 38 ist zwi­ schen dem Ablenkelement 30 und dem äußeren Laufring 40 des Lagers 16 angeordnet, um zwischen dem Ablenkelement und dem rotierenden inneren Laufring und Käfig 42 bzw. 44 des Lagers 16 einen entsprechenden Abstand sicherzustellen.

Ein rotierender Zentrifugal-Ölring 46 erstreckt sich in Um­ fangsrichtung um die Lippe 32 des Ablenkelementes 30 und ist an der Eingangswelle 14 nahe dem Kanaleingang 26 befestigt. Von dem Sammelbereich 34 wird Öl unter der Wirkung der Zen­ trifugalkraft durch die rotierende Welle 14 nach außen ge­ zwungen und sammelt sich in einer Ölaufnahmewanne 45, die durch den Ölring 46 und den angrenzenden Schmierkanal 24 bestimmt wird. Das Öl sammelt sich innerhalb der Wanne 45, bis die Wanne voll ist; ein Teil des Öls fließt dann über, und zwar von dem Kanalaustritt 28 zu dem verdeckt eingebauten Lager 18, während der Rest von dem Ölring 46 zu dem Stützlager 16 durch den ringförmigen Freiraum 48 zwischen dem Ölring und der Lippe 32 des Ablenkelementes 30 überfließt.

Ein innerer Bereich 50 des zentrifugalen Ölringes 46 erstreckt sich nach innen in Richtung auf die Welle 14, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der innere Abschnitt 50 wirkt als Damm für das Sammeln und Bewahren des Öls, das zentrifugalartig in den Ölring 46 durch die rotierende Welle geschleudert wird. Um eine zufriedenstellende Vorratshaltung des Öls innerhalb des Ölringes und des Kanals zu erhalten, ist es notwendig, daß der Kanal radial nach innen in Richtung auf die Achse oder Mittellinie der Welle 14 von dem Kanaleingang 26 bis zum Kanal­ ausgang 28 verläuft, wie dies gezeigt ist. Um eine zufrieden­ stellende Ölströmung sowohl zum Stützlager als auch zum ver­ deckt eingebauten Lager bereitzustellen, wird vorgeschlagen, daß der innere Bereich 50 mit seiner innersten Kante 53 an oder unterhalb der Linie 52 liegt, die parallel zur Mittellinie 51 der Welle 14 und tangential zu dem äußersten Punkt 54 des Kanalausganges 28 gezogen wird. Der äußerste Punkt 54 ist eben­ falls in Fig. 2 dargestellt.

Fig. 3 greift eine zweite Ausführungsform des Schmiermittel­ systems nach der Erfindung für das verdeckt eingebaute Lager eines Getriebes heraus. Ein zusammengesetztes Getriebe 10′ umfaßt eine rotierende Hauptwelle 22′, die in einem Stützlager 16′ gelagert ist. Eine Ausgangswelle 56 erstreckt sich in axialer Fluchtung mit der Hauptwelle 22′ und umfaßt ein ver­ deckt eingebautes Taschenlager 18′, in dem das Ende 58 der Hauptwelle 22′ gelagert ist. Wie bei dem ersten Ausführungs­ beispiel weist ein stationäres ringförmiges Ölablenkelement 30′ eine sich axial erstreckende Lippe 32′ auf, um die ein ring­ förmiger umlaufender Zentrifugal-Ölring 46′ rotiert, wobei die Lippe den Innenumfang des Ölringes eng umgibt. Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich jedoch der Schmier­ mittelkanal 24′ durch ein Hilfs-Eingangsrad 60, das auf der Hauptwelle 22′ aufgekeilt ist, wobei der Ausgang 28′ von dem verdeckt eingebauten Lager 18′ durch einen Spalt 62 getrennt ist. Ein ringförmiger Ölkragen 64 dient zur Überbrückung des Spaltes 62 und hindert folglich das Öl daran, in den Spalt 62 nach Verlassen des Kanalausganges 28′ zu fließen. Er stellt somit sicher, daß bei Verlassen des Kanalausganges 28′ das Öl direkt in das verdeckt eingebaute Lager 18′ fließt. Der Schmiermittelkanal 24′ dieser Ausführungsform erstreckt sich durch ein Getrieberad und nicht durch die Lagernabe der Welle, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Eingangs­ zahnrad 60 als ein sich radial erstreckender Abschnitt der Welle 22 definiert; dadurch kann bei beiden Ausführunsbeispie­ len gesagt werden, daß der Schmiermittelkanal sich durch eine Welle erstreckt.

Das System nach Fig. 3 umfaßt auch ein zweites stationäres ringförmiges Ölablenkelement 66 nahe dem Ablenkelement 30′ mit dem Zweck, einen Kanal 35′ für Spritz- und Sprühöl von einem Öleinlaß 68 zu bilden, der an die Spritz- und Sprüh­ mulde 37′ angrenzt. Das Ölablenkelement 66 dient in dieser Beziehung der gleichen Funktion wie die Lagerkappe 36 des ersten Ausführungsbeispiels.

Auch umfaßt, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, der Ölring 46′ in dem zusammengesetzten Getriebekastensystem nach Fig. 3 einen inneren Abschnitt 50′, der sich in Richtung auf die Hauptwelle 22′ nach innen erstreckt. In dem System nach Fig. 3 besteht jedoch nicht die Absicht, das Öl von dem Öl­ ring überfließen zu lassen. Somit sollte die innerste Kante 53′ des inneren Abschnittes 50′ in diesem Falle radial inner­ halb der Linie 52′ liegen (die parallel zur Mittellinie 51′ gezogen ist und sich durch den äußersten Punkt 54′ des Ka­ nalaustritts 28′ etstreckt).

Abgesehen von den obenerwähnten Modifikationen sind alle auf das erste Ausführungsbeispiel anwendbaren Prinzipien auch auf das zweite Ausführungsbeispiel anwendbar.

Claims (5)

1. Schmiervorrichtung für die Lager von Getrieben, die eine erste, im Getriebege­ häuse gelagerte Welle und eine zweite, mit der ersten fluchtende und an dieser verdeckt gelagerte Welle aufweisen, bei der wenigstens eine Längsbohrung in der ersten Welle oder in einem mit dieser drehfest verbundenen Teil vorge­ sehen ist, die das verdeckt liegende Lager mit einer rotationssymmetrischen Ringkammer innerhalb der erstenWelle oder in dem mit dieser drehfest ver­ bundenen Teil verbindet, wobei der radial nach innen offenen Ringkammer Schmieröl zuführbar ist, welches bei Rotation wenigstens der ersten Welle aus der Ringkammer durch die Längsbohrung zu dem verdeckt eingebauten Lager ge­ langt, dadurch gekennzeichnet, daß die der Achse (51) der ersten Welle (14) zugewandte freie Kante (53) der radial nach innen vorstehenden Wandung (50) der Ringkammer (45) dieser Achse (51) näher liegt, als die radial äußere Begrenzung der Eintrittsöffnung (26) der Längsbohrung (24) bezüglich der radial äußeren Begrenzung der Austrittsöffnung (28) der Längsbohrung (24) den gleichen oder einen kleineren radialen Abstand von dieser Achse (51) hat.

2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (45) durch einen Ölring (46) gebildet ist, der unmittelbar vor der Eintrittsöffnung (26) der Längsbohrung (24) angeordnet ist und im Abstand von dieser Eintrittsöffnung (26) einen radial nach innen abgewinkelten Bereich (50) mit der freien Kante (53) aufweist.

3. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens ein stationärer, ringscheibenförmiger Ölabweiser (30 bzw. 30′) zur Überführung unter Schwerkraftwirkung von einem radial äußeren Spritzölsammelraum (37) zu einem nahe der ersten Welle (14) liegenden Ölsammelbereich (34) vorgesehen ist, aus dem das Öl unter Zentrifugalkraftwirkung in die Ringkammer (45) gelangt.

4. Schmiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkante (53) des Ölringes (46) eine sich axial erstreckende Lippe (32) des Ölabweisers (30) zur Bildung eines Ölüberströmweges zu dem Lager (16) der ersten Welle mit radialem Spiel (48) umgibt.

5. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Austrittsmündung (28′) der Längsbohrung (24′) radial außen von einem Ölkragen (64) umgeben ist, der sich als Ölleitelement bis zu dem verdeckt liegenden Lager (18′) erstreckt.